Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo Thiết kế bộ đều chỉnh và ổn định tốc độ quạt thông gió sử dụng động cơ không đồng bộ rô to ngắn mạch công suất động cơ là: 43KW. mạch có bảo vệ mất pha lưới và chống quá tải lâu dài
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Lêi nãi đầu Hiện kỹ thuật vi mạch tin học ngày phát triển tạo nên thiết bị điện tử công suất có điều khiển với tính ngày phong phú,đáp ứng đợc đòi hỏicủa thực tế sản xuất.Điều tạo cho kỹ thuật điện tử công suất có vai trò vô quan trọng sản xuất công ngiệp nớc ta yêu cầu công nghiệp hoá đại hoá kinh tế,ngày phát triển nhà máy, khu công nghiệp, nhiều dây chuyền sản xuất đại, sử dụng máy móc công cụ chủ yếu, đặc biệt loại động đồng bộ, động không đồng Bởi tác động nhanh dễ vận hành, cho suất cao.Chính môn học điện tử công suất môn học quan trọng chơng trình sinh viên khoa Điện Để giúp sinh viên có đợc cách nhìn đắn môn học để làm quen với việc thiết kế ứng dụng thực tế em đợc giao làm đồ án môn học vớiđề tài :" Thiết kế điều chỉnh ổn định tốc độ quạt thông gió dùng động không đồng rôto ngắn mạch công suất động : 43 KW Mạch có bảo vệ pha lớivà chống tải lâu dài" Đợc hớng dẫn tận tình thầy Trần Trọng Minh thầy cô khoa ngành, em đà hoàn thành đồ án Song hạn chế kiến thức kinh nghiệm thực tiễn nên đồ án không tránh khỏi sai sót Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Trọng Minh thầy cô khoa ngành đà tận tình dạy dỗ hớng dẫn em -1- Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Đề tài: Thiết kế điều chỉnh tốc độ quạt thông gió dùng động không ®ång bé Roto lång sãc, hƯ thèng cã b¶o vƯ pha chống tải lâu dài Các số liÖu P = 43 KW U = 220/380 V = 0.87% Cos = 0,82 Giíi thiƯu chung -2- Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 HiÖn nay, xà hội đại, nhiều nhà cao tầng mọc lên, đờng ngầm, hầm ngầm, máy, hầm mỏ khai thác cần có hệ thống thông gió Vì quạt thông gió thiết bị cần thiết phổ biến Các loại quạt có công suất dới 200 kW hầu nh nh sử dụng loại động không đồng rôto nghắn mạch ( rôto lồng sóc) mở máy trực tiếp hay gián tiếp qua phần tử hạn chế mạch stato Hiện điện sử dụng sản xuất dân dụng điện xoay chiều pha để đơn giản, tin cậy, giá thành rẻ mà đáp ứng yêu cầu quạt gió ta sử dụng động không đồng rôto lồng sóc với tốc độ quay rôto khác tốc độ quay từ thông tạo bởiđiện lới Vấn đề điều chỉnh tốc độ quay động không đồng cha đợc giải triệt xem xét phơng pháp điều chỉnh tốc độ quạt gió đồ án Có thể phân quạt gió làm nhiều loại nh sau: + Theo nguyên lý làm việc: - Quạt ly tâm : Dịch chuyển dòng không khí mặt phẳng vuông góc vớitrục quay quạt - Quạt hớng trục : Dịch chuyển dòng không khí song song với trục quay quạt + Theo áp suất: - Quạt áp lực thấp: P < 100mmH20 - Quạt áp lực vừa : P = 100 400mmH20 - Quạt áp lực cao: P > 400mmH20 + Theo mục đích sử dụng: - Quạt không khí - Quạt khói + Theo tốc độ chạy quạt: - Qu¹t cao tèc : > 1500 v/p - Qu¹t tốc độ trung bình : 800 1400 v/p - Quạt tốc độ chậm : 500 700 v/p Tuy nhiên tất động quạt động không đồng Động không đồng có kết cấu đơn giản, làm việc chắn, hiệu suÊt -3- Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 cao, giá thành hạ nên đợc sử dụng rộng rÃi Nhng nhợc điểm chúng điều chỉnh tốc độ khống chế trình độ khó khăn I Sơ đồ thay động không đồng Khi nghiên cứu ta đa giả thiết sau : Ba pha động đối xứng Các thông số động không đổi, nghĩa không phụ thuộc vào nhiệt độ, tần số dòng điện rôto, mạch từ không bÃo hoà Nên điện kháng X 1, X2 không đổi Dòng điện từ hoá không phụ thuộc vào tải mà phụ thuộc vào điện áp đặt stato động Bỏ qua tổn thất ma sát, tổn thất lõi thép Điện áp lới hoàn toàn sin đối xứng ba pha Trong sơ đồ : U1 : Trị số hiệu dụng điện áp pha stato I0, I1, I2: Các dòng điện từ hoá, stato roto đà quy đổi stato X0, X1, X'2: Điện kháng mạch từ hoá, điện kháng tản stato rôto đẫ qui dổi stato s : Độ trợt động : s = 1 : Tốc độ từ trờng quay tèc ®é ®ång bé 1 = 2f p f1 : Tần số điện áp nguồn đặt vào stato : Tốc độ góc động -4- Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 I1 I2 X1 X'2 R1 X0 U1 R'2/ s I0 R0 H×nh 1.1 Sơ đồ thay động không đồng Từ sơ đồ thay ta có : I1=U1 1 R02 X 02 ( R1 R2' 2 ) X nm s (1) Trong ®ã : Xnm=X1+ X'2: Điện kháng ngắn mạch Biểu thức (1) phơng trình đặc tính dòng điện stato Khi = 0, s = th× I1 = Inm Khi = , s =1 th× I1= U1 R02 X 02 = I0 I1nm : dßng điện ngắn mạch stato I0 : Dòng điện từ hoá có tác dụng tạo từ trờng quay động quay vớitốc độ đồng Ta tìm đợc dòng điện roto qui đổi stato I '2 I '2 nm = U1 R R / s ' 2 X nm (2) II Ph¬ng trình đặc tính Để tìm phơng trình đặc tính ta dựa vào điều kiện cân công suất động Công suất điện từ chuyển từ stato sang roto : P12=M®t -5- Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Mđt : mô men điện từ động Bỏ qua tổn thất phụ : Mđt= Mcơ = M Công suất chia làm hai phần : Pcơ : Công suất đa trục động P2 : Công suất tổn hao đồng rôto P12 = Pcơ + P2 M = M +P2 P2 = M.( - ) = M s P2 = 3.I '22 R '2 Do : Mặt kh¸c : M= ' '2 R 3.I s 1 3.U12 R2' Tõ ®ã ta cã : M= R2' s 1. R1 X nm s (3) Xác định cực trị cách tính: dM 0 ds Tõ ®ã suy : sth = Mth = R '2 R 12 X 2nm U12f 2.1.(R R 12 X 2nm ) (4) Thay (3) vµo (4) ta cã : 2.M th 1 a.s th M = s s th a.s th s th s Trong ®ã : a = R1 R '2 S Sth -6- Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Mth M Hình 1.2 : Đặc tính động không đồng Từ phơng trình đặc tính ta thấy thông số ảnh hởng tớiđặc tính cơ: - ảnh hởng điện trở, điện kháng mạch stato - ảnh hởng điện trở mạch rôto - ảnh hởng điện áp lới cấp cho động - ảnh hởng tần số lới cấp cho động f1 Trong trờng hợp ứng dụng động KĐB vào thực tế mà có đờng đặc tính khác loại tải Công thức tổng quát: Mc = Mco + (Mđm Mco)(/đm) Mc : Momen øng víitèc ®é M®m, Mco : mômen ứng vớitốc độ định mức ứng với=0 = 0, Mc = Mđm = const _ cấu nâng hạ tải(đờng1) = 1, Mc tỉ lệ bËc nhÊt víi -> Ýt gỈp = 2, Mc tỉ lệ bậc haivới -> trờng hợp máy bơm quạt gió (đờng 3) = 1, Mc tỉ lệ nghịch với -> máy cuộn giấy đ Hình 1.3 Đặc tính động ứng vớimỗitrờng hợp Trong đồ án này, ta nghiên cứu động không đồng quạt gió, tức đờng đặc tính số (3) đồ thị Quạt gió thiết bị sử dụng rôto lồng sóc, thờng dùng độc lập để thông thoáng khí cho nhà -7- Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 riêng, xởng sản xuất, đặc biệt hầm mỏ, tuỳ trờng hợp mà có công suất khác Điều chỉnh tốc độ động không đồng vấn đề cha đợc giải triệt để phơng pháp thoả mÃn yêu cầu, phạm vi đấy, có hạn chế định Riêng quạt thông gió với yêu cầu cụ thể, ta có phơng pháp điều chỉnh tốc độ đạt yều cầu đợc trình bày phần sau đồ án -8- Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Các phơng pháp điều chỉnh tốc độ động điện không đồng Hiện có nhiều phơng pháp đợc đa để điều chỉnh tốc độ động không đồng nhng phơng pháp có u khuyết điểm mà cha giải đợc toàn vấn đề nh lợng tiêu thụ, phạm vi điều chỉnh, thiết bị sử dụng Có hớng tác động để điều chỉnh tốc độ động không đồng : Tác động vào stato nh thay đổi số đôi cực, thay đổi điện áp, biền đổi tần số nguồn điện vào ; tác động vào roto nh thay đổi điện trở roto nối tiếp điện trở phụ Vì động sử dụng động không đồng roto lồng sóc nên phơng pháp điều chỉnh tốc độ theo hớng thứ Ta tìm hiểu sơ lợc phơng pháp điều chỉnh này: Điều chỉnh tốc độ thay đổi số đôi cực : Nói chung, điều kiện bình thờng, động điện có hệ số trợt nhỏ, tốc độ roto gần tốc độ ®ång bé n = 60f1/p Do ®ã khif1 = const thay đổi p (số đôi cực quấn stato) thay đổi đợc tốc độ Dễ thấy, thay đổi số đôi cực p số tự nhiên nên tốc độ thay đồi cấp, điều chỉnh tốc độ không phẳng Để thay đổi số đôi cực ta đồi cách nối bối dây hay lắp sẵn bối dây có số đôi cực khác phối hợp cách Ví dụ hình 1.1 ta đổi cách nối dây để thay đổi số đôi cực thay ®ỉi bíc cùc theo tØ lƯ 2:1 Ngoµi ngêi ta chế tạo động điện tốc độ thành loại mômen không đổi loại công suất không đổi tuỳ theo cách đấu Y hay đấu dây quấn pha song song hay nối tiếp (hình 1.2) Gọi công suất động điện tốc độ với số đôi cực (p 1), với số đôi cực gấp đôi(p2=2 p1) Theo hình 1.2 với cách đấu Y/YY ta cã : -9- Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Giả thiết đổi tốc độ, hiệu suất cos không đổi ta có : công suất P2/P1 = 1/2 mà ta lại có P= M (: tốc độ góc rôto ; M: momen ; P : công suất đầu trục cử động cơ) => P1 1 M nM 2M 1 2 P2 M n2 M M2 M1 = M2 Máy có mômen không đổi ta thay đổi tốc độ quay Với loại máy có sơ đồ đấu dây hình 1.2b ta có: P2 3U 3I f cos P2 3U 2.I f cos =>P1 /P2 = 2/ = 1.15 §éng điện chế tạo theo kiểu có công suất không đổi Trong phơng pháp có u điểm : Thực đơn giản, thay đổi tốc độ mà giữ đợc mômen không đổi công suất không đổi Tuy nhiên có khuyết điểm ứng dụng với động roto lồng sóc, thay ®ỉi tèc ®é theo cÊp vµ chØ Ýt cÊp thay đổi, vận hành thay đổi tốc độ nhỏ phải có kiến thức đấu dây, khó sửa chữa hỏng hóc Đối với quạt gió mà ta cần điều chỉnh trơn phơng pháp không thích hỵp - 10 - ... khai thác cần có hệ thống thông gió Vì quạt thông gió thiết bị cần thiết phổ biến Các loại quạt có công suất dới 200 kW hầu nh nh sử dụng loại động không đồng r? ?to nghắn mạch ( r? ?to lồng sóc)... điều chỉnh tốc độ động không đồng nhng phơng pháp có u khuyết điểm mà cha giải đợc to? ?n vấn đề nh lợng tiêu thụ, phạm vi điều chỉnh, thiết bị sử dụng Có hớng tác động để điều chỉnh tốc độ động không. .. lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Đề tài: Thiết kế điều chỉnh tốc độ quạt thông gió dùng động không đồng Roto lồng sóc, hệ thống có bảo vệ pha chống tải lâu dài Các số liệu P = 43 KW U = 220/380
![+ Chọn vật liệu làm lõi là sắt Ferit HM. Lõi có dạng hình xuyến, làm việc trên một phần của đặc tính từ hoá có: ∆B = 0,3 T, ∆ H = 30 A/m [1], không có khe hở không khí. - Thiết kế bộ đều chỉnh và ổn định tốc độ quạt thông gió sử dụng động cơ không đồng bộ rô to ngắn mạch công suất động cơ là 43KW, mạch có bảo vệ mất pha lưới và chống quá tải lâu dài](https://media.store123doc.com/figures/002/743/chon-lieu-sat-ferit-dang-xuyen-phan-dac-2743809.png)
